[发明专利]用于烷烃低聚反应的方法

说明书

发明背景

发明领域

本发明提供的是新的用于制备低聚烷烃的方法。更具体地，提供集成的方法，其中首先将所述烷烃脱氢以生成烯烃，然后将所述烯烃低聚和氢化以制备低聚烷烃。过渡金属催化剂络合物可用于所述集成方法中。

相关技术描述

烯烃可以通过烷烃直接脱氢生成，伴随氢气的去除，或通过使用例如乙烯的受体来生成乙烷。化学工业在许多工艺中使用烯烃作为中间体。最大的化学上的使用是以聚烯烃例如乙烯-1-辛烯共聚物形式的线性α-烯烃。也重要且最重要地，低碳数的烯烃具有被转化为适合作为燃料，特别是柴油的更高碳数的分子的潜力。其他的从烯烃形成的产物包括表面活性剂、润滑剂和增塑剂。

铱络合物作为催化剂是已知的。在20世纪80年代期间，发现在特别温和的热（即低于160℃）或者甚至光解条件下，某些铱络合物能够使烷烃催化脱氢为烯烃（见，例如，J.Am.Chem.Soc.104(1982)107;109(1987)8025;J.Chem.Soc.,Chem.Commun.(1985)1829)。对于更近的例子，见Organometallics15(1996)1532。

在近几年，化学工业已经开发了有机金属催化剂来生产聚合物的用途。尽管在有机金属催化剂技术中已经取得了许多进展，研究员继续寻找优异的催化剂组合物。事实上，最近，已经发现了非常有效地用在聚合工艺中的新型后过渡有机金属催化剂。更具体地，通过参考并入本文的授予Stibrany等人的美国专利号6037297，详述在聚合工艺中有用的含有IB族（Cu、Ag和Au）的催化剂组合物。

有机金属催化剂技术在生产在许多其他工艺中用作原料的线性α-烯烃的低聚反应工艺中也是可行的工具。然而，当使用许多这些催化剂体系时经常遇到的一个问题是以非常低的选择性（即，具有高k值的Schulz-Flory型分布）生产α-烯烃的倾向。例如，目前制备的许多所述线性α-烯烃利用具有平面几何形状和含有二齿单阴离子配体的中性镍（II）催化剂。尽管这些平面镍（II）催化剂确实生产线性α-烯烃，这些催化体系在很宽的范围内(即C₄-C₃₀₊)呈现Schulz-Flory型分布。

为了解决所述Schulz-Flory分布问题，铬金属基催化剂已经变得普遍用于某些低聚反应过程中。更确切地，已经将铬络合物用于低聚乙烯以形成具有改进分布的线性α-烯烃。实际上，已经有选择性地将乙烯三聚为1-己烯的特定的铬催化剂的报道。这些技术利用了铬化合物与铝氧烷以及许多化合物例如亚硝酸盐、胺类和醚类中的一种的结合使用。不幸地，尽管这些技术已能选择性地生产α-烯烃，但聚合物作为副产物形成。当然，当聚合物是副产物时，期望产物的产量相应地降低。另外，作为实际的问题，在反应容器中积累的聚合物可严重地妨碍生产效率从而限制了这种方法的商业使用。

如上所讨论的，目前被用于生产α-烯烃的所述有机金属催化剂技术具有两个主要缺点。首先，许多所述有机金属催化剂生产具有Schulz-Flory分布的α-烯烃。不幸地，该Schulz-Flory分布当需要短链α-烯烃时不是理想的-换句话说，选择性未好到足以保持高效的工艺。因为α-烯烃被用作特定产物的中间体，期望具有特定链长的α-烯烃。例如，下面是将被期望作为某些产物类型的原料的α-烯烃链长的例子：用于在乙烯聚合中共聚单体的C₄至C₈；用于润滑油质量的聚-α-烯烃的C₁₀；和用于表面活性剂产品的C₁₂至C₂₆。因此，当生产显著量的具有在特定化学品生产需要的范围之外的链长的α-烯烃时存在相当大的无效率和浪费。其次，尽管一些目前的有机金属催化剂可改进选择性，大部分也产生聚合物副产物。这降低了期望产物的产率且也可在反应容器中积累-两者都使商业化应用低吸引力和无效率。因此，仍有改进线性α-烯烃生产的选择性和效率的需要。

美国专利号6689928描述了过渡金属络合物和使用该络合物作为催化剂的低聚物的制备。起始材料是烯烃，并克服了上述问题。

仍然需要制备低聚物尤其是烷烃低聚物的选择性和效率的改进。可改进制备低聚物的整体成本和经济性的方法对于工业将具有重大的好处。

发明概述